[發明專利]大型突變截面環件近凈軋制成形方法

在審

• 申請號: 202111147509.5
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113941675A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 鄧加東;吳榮文;錢東升;華林
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B21H1/06
• 分類號: B21H1/06;G06F17/11
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 程力

1.一種大型突變截面環件近凈軋制成形方法，其特征在于：包括步驟，1)鍛件形狀特征分割：將大型突變截面環件鍛件按截面形狀特征沿軸向分割為若干典型形狀特征的異形分割件；2)異形環坯設計：先針對各分割件分別設計各子環坯，然后將得到的各子環坯進行組合，獲得整體環坯的初始尺寸，然后對整體環坯的初始尺寸進行修正，確定合理的近凈軋制環坯尺寸；3)近凈軋制成形：由驅動輥和芯輥工作表面組成軋制工作面，通過驅動輥驅動和芯輥不斷的咬合，實現環坯突變輪廓截面的填充和內外徑的擴大，最終獲得大型突變截面環件鍛件。

2.如權利要求1所述的大型突變截面環件近凈軋制成形方法，其特征在于：針對各分割件分別設計各子環坯時，根據當量軋比、軋制接觸穩定性以及軋制前后體積和高度保持不變原則確定各分割件對應的子環坯的內徑、高度和外徑，保證所設計的子環坯能成形出對應的分割件，若所設計的子環坯不能成形出對應的分割件則需要重新設計，在確保成形的前提下，各子環坯的形狀要盡可能的簡單從而降低制坯難度。

3.如權利要求1所述的大型突變截面環件近凈軋制成形方法，其特征在于：對整體環坯的初始尺寸進行修正時，采用修正前后整體環坯的體積和高度保持不變原則，修正前后各子環坯的體積和高度也保持不變，在初始尺寸上進行小范圍、小幅度的修正，在各分割件對應的子環坯內進行尺寸修正，基于環坯與各軋輥間的穩定接觸原則確保修正后能減小兩軋輥之間形成的傾斜力矩，基于軋制過程中金屬的變形行為確保修正后能提高成形質量和降低制坯難度。

4.如權利要求1所述的大型突變截面環件近凈軋制成形方法，其特征在于：進行近凈軋制成形時，初始階段芯輥低速進給以滿足環坯咬入孔型條件，隨后芯輥高速進給，促使內外輪廓逐漸填充，并且環件的內外徑逐漸擴大，最后在整圓階段芯輥低速進給，使得環件壁厚逐漸變得均勻，其突變輪廓逐漸填充完成。

5.如權利要求1至4任一所述的大型突變截面環件鍛件近凈軋制成形方法，其特征在于：大型突變截面環件的外側面上端附近設有深槽、外側面下端設有外臺階、內側面從上往下設有三級逐級擴大的內臺階，環槽位于第一、二級內臺階所在的范圍內。

6.如權利要求5所述的大型突變截面環件近凈軋制成形方法，其特征在于：進行鍛件形狀特征分割時：

以第二、三級內臺階的界面A-A為分割面，將大型突變截面環件鍛件分割為分割件一和分割件二，分割后各分割件體積之和與環件鍛件的體積相等、高度之和與環件鍛件高度相等，即，

其中，V、B分別為環件鍛件的體積和高度，V₁、V₂分別為分割件一和分割件二的體積，B₁、B₂分別為分割件一和分割件二的高度；

環件鍛件的體積V和高度B按下式計算，

B＝B_fi1+B_fi2+B_fi3＝B_fo1+B_fo2+B_f03+B_fo4

其中，D_f1、D_f2、D_f3分別為環件鍛件外側面的上端、深槽處、下端外臺階的外徑，d_f1、d_f2、d_f3分別為環件鍛件內側面從上至下三級內臺階的內徑，B_fo1、B_fo2、B_fo3、B_fo4分別為環件鍛件外側面從上至下四個階層的高度，B_fi1、B_fi2、B_fi3分別為環件鍛件內側面從上至下三級內臺階的高度。